"FRUITGAS" L'ENERGIA DAL FRUTTETO: ESEMPIO DI FILIERA PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA RINNOVABILE DA RESIDUI DI POTATURA DEI FRUTTETI Il biochar per la valorizzazione agronomica dei residui di potatura Carlo Grignani, Laura Petruzzelli, Raghunath Subedi, Chiara Bertora (UNITO – DiSAFA ) Convegno «Energie da biomasse in agricoltura» 31 ottobre 2014 COS’È IL BIOCHAR? UN SOTTOPRODOTTO CHE DIVENTA RISORSA QUALI SONO I VANTAGGI DEL BIOCHAR? La principale ragione dell’interesse intorno al BIOCHAR è il SEQUESTRO DEL CARBONIO Altre fonti di energia rinnovabile (solare, eolico, geotermico o idroelettrico) che non comportano emissioni di CO2, ma non consentono comunque di strappare CO2 dall'atmosfera >> Carbon-neutral La produzione di energia dalla pirolisi di biomasse e l'interramento del biochar consente di ottenere un bilancio negativo del carbonio immesso in atmosfera >> Carbon-negative MA C’È DELL’ ALTRO Aumento della CSC Aumento della ritenzione idrica Habitat favorevole per i microorganismi AUMENTO DELLA FERTILITÀ DEL SUOLO RIDUZIONE USO FERTILIZZANTI E ACQUA MITIGAZIONE INQUINAMENTO VERSO ATMOSFERA E ACQUE PROGETTO FRUITGAS La gassificazione come strumento per smaltire e gestire le biomasse legnose, specie per la sanitizzazione del materiale di risulta di potature e espianti del kiwi E COSA FACCIAMO DEL BIOCHAR? In Italia, come in altri Stati europei, il biochar viene oggi considerato un rifiuto e non è attualmente riconosciuto come ammendante. In alcuni paese europei (Austria e Svizzera, per esempio) il biochar è già autorizzato; in Francia non è autorizzato per legge, però è ammesso in agricoltura biologica. L'Associazione italiana che si occupa di biochar (ICHAR) due anni fa ha presentato al ministero dell'Agricoltura una richiesta di autorizzazione per applicare i risultati della ricerca sul biochar e ammetterlo come ammendante agricolo e quindi commerciabile. UNO O TANTI BIOCHAR? Pirolisi (senza O2), gassificazione (<20%) e carbonizzazione idrotermale (idrochar: pirolisi umida) Materie prime (biochar da letame e liquame, biomassa legnosa etc.) Pirolisi lenta e rapida (velocità di riscaldamento della biomassa) Temperatura di pirolisi (bassa, <400 °C; alta, >400 °C) VALUTAZIONE AGRONOMICA DEL BIOCHAR DI FRUITGAS È fitotossico? Se usato in frutteto deprime quantità o qualità delle produzioni? Stabilizza la sostanza organica del suolo? Induce una diminuzione delle perdite di gas azotati? SAGGIO DI FITOTOSSICITÀ Protocollo Preparazione substrato di sabbia silicea e torba bionda (1:1). Aggiunta di 3 dosaggi crescenti di biochar (25, 50, 75 g/l con relative 3 ripetizioni). Lepidum sativum Allestimento dei vasi (incluso il testimone senza aggiunta di biochar) e semina del crescione (Lepidium sativum). Determinazione della produzione di biomassa al termine dello sviluppo vegetativo, a confronto con lo sviluppo di un testimone non trattato. Indice di accrescimento (% rispetto al testimone non trattato) SAGGIO DI FITOTOSSICITÀ Il biochar non è fitotossico a nessuna delle dosi testate USO DEL PRODOTTO NELLE AZIENDE AGRICOLE ANNO DI IMPIANTO PORTAINNESTO FORMA DI ALLEVAMENTO SESTO DI IMPIANTO CULTIVAR AZIENDA AGRICOLA CASCINA COLONNA AZIENDA AGRICOLA BRUNETTI PAOLO 2010 M26 1999 M9 fusetto classico con potatura tradizionale fusetto classico con potatura taille longue 4.0*2.0 m, n° piante/ha1250 4.0*1.0 m, n° piante/ha 2500 Galaxy Brookfield Golden Delicious Franco limoso; pH neutro/sub alcalino; Franco sabbioso; pH neutro; buona PRINCIPALI CARATTERISTICHE SUOLO buona dotazione sostanza organica; dotazione sostanza organica; media media CSC; scarso K; elevato P CSC; scarso K; elevato P QUANTITÀ DI BIOCHAR circa 120 tonnellate/ha, corrispondenti a 1,86 t C/ha USO DEL PRODOTTO NELLE AZIENDE AGRICOLE: effetto sulle produzioni quintali/ha CASCINA COLONNA BRUNETTI Il biochar non induce depressione delle produzioni USO DEL PRODOTTO NELLE AZIENDE AGRICOLE: effetto sulla qualità delle mele Uso di indici di sintesi che combinano durezza della polpa, grado zuccherino e acidità Il biochar non influisce significativamente sulla qualità delle mele PROVE SUL RILASCIO DI NO3, SULLA STABILITÀ DI C E SULLE PERDITE DI NH4 E N2O Protocollo: 2 suoli (con diverse caratteristiche di fertilità), setacciati a 2 mm e seccati all’aria (stabilizzati). 1.5-2 kg di suolo per unità sperimentale. Reidratazione, ammendamento con biochar, fertilizzazione (con nitrato ammonico). Misura del rilascio di nitrati tramite captazione e campionamento con minicoppe porose e successiva in cromatografia ionica Misura dell’emissione di CO2, N2O e eventuale CH4 con campionamento in vials e analisi gascromatografica. PROVE SUL RILASCIO DI NO3, SULLA STABILITÀ DI C E SULLE PERDITE DI NH4 E N2O Tipo di biochar Sostanze C Temperatura C totale N totale Ceneri volatili marcato % % % % % pH Area superficiale m2 g-1 CSC cmol kg-1 Pollina 400 °C 52.1 5.8 25.2 48.89 29.8 9.5 5.4 27.94 Pollina 600 °C 52.8 4.1 35.3 24.68 39.9 10.3 6.3 25.59 Liquame suino 400 °C 54.8 2.2 27.4 29.86 42.6 9.9 5.8 29.43 Liquame suino 600 °C 57.9 1.7 34.5 17.77 47.6 10.4 10.6 29.47 Biochar (Miscanthus) 600 °C 75.6 0.24 20.83 14.13 65.04 10.3 249.9 32.1 Idrochar (Miscanthus) 250 °C 51.1 0.25 6.24 75.86 17.90 5.6 5.9 30.6 Residui potatura 1000 °C 89.3 0.27 7.8 15.33 76.8 11.03 178.3 28.86 EMISSIONI DI CO2 COME INDICATORE DI STABILITÀ DI C suolo sabbioso suolo franco-limoso Tasso di mineralizzazi one netta di C (% rispetto al C dato, al netto della respirazione basale) C = testimone PL 400 = Pollina 400°C PL 600 = Pollina 600°C SM 400 = Liquame suino 400°C SM 600 = Liquame suino 600°C EMISSIONI DI N2O E NH4 Addizionando al terreno N minerale, il biochar da residui legnosi ha mostrato emissioni molto ridotte di N2O ma non ha abbattuto la volatilizzazione di NH4. CONCLUSIONI Il principale beneficio agronomico/ambientale nell’uso del biochar da residui legnosi è la sua stabilità, che porta a stoccare C nel suolo e a moderare le emissioni di N2O Non è né fitotossico né ha effetto depressivo sulle produzioni Il processo ha l’indubbio vantaggio di smaltire e sanificare il materiale legnoso Occorre che sia reso disponibile (consolidamento della filiera di approvvigionamento, nascita di nuovi impianti) e facilmente utilizzabile in agricoltura (iscrizione alla lista dei fertilizzanti) Il biochar è una “famiglia” ampia di prodotti diversi GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE
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